Дослідження низькочастотних складових спектра магнетронного генератора

In this article the resonant properties of the plant for the investigation of Ku-band magnetrons’ operation in the low-frequency domain from 100 kHz to 35 MHz were experimentally investigated.Improving the electronic devices’ quality is an important task for Ukrainian scientists. It will increase the duration and reliability of sophisticated equipment based on electronic devices, as well as improve the production economic efficiency in the electronics industry.The most common M-type device, the magnetron, was selected as the studied object. Low-frequency oscillation modes were influenced to the magnetrons’ output spectrum quality. Theses modes can occur in the device itself, as well as in the power supply circuits or be induced from the ether. It is hypothesized that spurious oscillations which may impair the electronic devices output spectrum quality, in particular magnetrons, will be amplified at frequencies which the resonances in the device, the supply circuits, and the system as a whole are observed. The experimental study is aimed to determine the frequency domain of the possible occurrence of these spurious oscillations.The measuring plant for magnetron research consists of a magnetron, a wave type transducer, an absorbent power meter, and a spectrum analyzer. The total error of this setup does not exceed ±4 dB.The resonant properties study of this plant in the low-frequency domain was performed according to the classical scheme of the resonant properties study of oscillating circuits. The total relative error of resonance properties measurements did not exceed ±8 %.As a result of research, it was discovered a pronounced resonant peak of the magnetron supply circuits in the 30 MHz band, magnetron filament circuits have a pronounced resonant peak in the 20 MHz band, the magnetron has two pronounced peaks in the 5 and 20 MHz band and two peaks in the 15 and 35 MHz band, the system as a whole has two pronounced peaks in the 10 and 30 MHz band.
В статье экспериментально исследованы резонансные свойства установки для исследования магнетронов двух-сантиметрового диапазона длин волн в низкочастотном диапазоне от 100 кГц до 35 МГц.В качестве объекта исследования выбран наиболее распространенный прибор М-типа — магнетрон. На качество выходного спектра магнетронов влияют низкочастотные моды колебаний, которые могут возникать как в самом приборе, так и в цепях питания или наводиться из эфира. Предполагается, что паразитные колебания, ухудшающие качество выходного спектра электронных приборов, усиливаются на частотах, на которых наблюдаются резонансы в приборе, цепях питания и системе в целом.Измерительная установка состоит из магнетрона, преобразователя типов волн, ваттметра поглощающей мощности и анализатора спектра. Общая погрешность этой установки не превышает 4 дБ.Исследование резонансных свойств этой установки в низкочастотном диапазоне длин волн проводилось по классической схеме измерения резонансных свойств колебательных контуров. Общая относительная погрешность измерений не превышала ±8 %.В результате проведения исследований обнаружен ярко выраженный резонансный пик цепей питания маг-нетрона в районе 30 МГц, цепи питания накала магнетрона имеют ярко выраженный резонансный пик в районе 20 МГц, магнетрон имеет два ярко выраженных пика в районе 5 и 20 МГц и два пика значительно меньшей амплитуды в районе 15 и 35 МГц, система в целом имеет два ярко выраженных пика в районе 10 и 30 МГц.
У статті експериментально досліджено резонансні властивості установки для дослідження роботи магнетронів двосантиметрового діапазону довжин хвиль у низькочастотному діапазоні від 100 кГц до 35 МГц.Поліпшення якості електронних приладів є важливим завданням для науковців України, оскільки воно забезпечить підвищення тривалості та надійності функціонування складної апаратури на базі електронних приладів, а також сприятиме підвищенню економічної ефективності виробництва в електронній промисловості.Як об’єкт дослідження було обрано найбільш розповсюджений прилад М-типу — магнетрон. На якість вихідного спектра магнетронів впливають низькочастотні моди коливань, які можуть виникати як у самому приладі, так і в ланцюгах живлення або наводитися з етеру. Висунуто гіпотезу, що паразитні коливання, які можуть погіршувати якість вихідного спектра електронних приладів, зокрема магнетронів, будуть підсилюватися на частотах, за яких спостерігаються резонанси у приладі, ланцюгах живлення і системі в цілому. Експериментальне дослідження спрямовано на визначення частотних діапазонів можливого виникнення цих паразитних коливань.Вимірювальна установка для дослідження роботи магнетронів складається з магнетрона, перетворювача типів хвиль, ватметра поглинаючої потужності та аналізатора спектра. Загальна похибка цієї установки не перевищує 4 дБ.Дослідження резонансних властивостей цієї установки у низькочастотному діапазоні довжин хвиль відбувалося за класичною схемою дослідження резонансних властивостей коливальних контурів. Загальна відносна похибка вимірювань резонансних властивостей не перевищувала ±8 %.У результаті проведення досліджень виявлено яскраво виражений резонансний пік ланцюгів живлення магнетрона в районі 30 МГц, ланцюги живлення розжарення магнетрона мають яскраво виражений резонансний пік у районі 20 МГц, магнетрон має два яскраво виражених піки в районі 5 і 20 МГц та два піки значно меншої амплітуди в районі 15 і 35 МГц, система в цілому має два яскраво виражених піки в районі 10 і 30 МГц.